商业楼10k配变电所电气设计

供配电工程课程设计任务书万马商业楼10kV配变电所电气设计（1）供电公司110/10kV变电所位于工程周围2.5km处，10kV母线短路电流为20kA，依照需要可提供（2）采纳高供高计，要求月平均功率因数很多于0.95。不同电价负荷，计量分开。如学校用电统一执行居民电价，公共建筑执行商业照明电价、非工业动力电价，工业企业生产用电统一执行大工业电价、职工生活用电（3）供电部门要求用户变电所高压计量柜在进线主开关柜之前，且第一柜为隔离柜。本地最热月的日最高气温平均值为35℃,年最热月地下0.8m处最高温度平均值为25℃。本地年雷暴日数本次课程设计共1.5周时刻，具体任务与日程安排如下：第1周周一：熟悉资料及设计任务，负荷计算与无功补偿周二：供配电系统一次接线设计，设计绘制变电所高压侧主接线图。周三：设计绘制变电所低压侧主接线图。周四：设计绘制变电所低压侧主接线图。周五：设计绘制变电所电气平面布置图。第2周周一：短路电流计算，高低压电器及电线电缆选择计算。周二：编制设计报告正文（设计说明书、计算书）电子版。周三：整理打印设计报告，交设计功效。要求依照设计任务及工程实际情形，依照平安靠得住、技术先进、经济合理的要求，完成10kV变电所的电气设计（变电所出线爱惜电器选择整定及电缆截面选择设计分工合作完（1）工程概况与设计依据（2）负荷计算与无功补偿设计（3）供配电系统一次接线设计（4）变电所设计（5）短路计算与高低压电器选择（6）电线电缆选择（7）低压配电线路爱惜设计设计报告正文编写的一样要求是：必需说明设计主题，突出论述设计方案、文字精炼、计算简明，层次清楚、层次分明。（变电所出线部份内容各有偏重）（1）变电所高压侧电气主接线图（1张A3）（2）变电所低压侧电气主接线图（2～4张A3）（3）变电所电气平面布置图（1张A3）布局合理，讲究画图质量。（变电所出线部份内容各有偏重）设计图纸采纳A3图纸CAD出图。与报告正文一路装订成册。[1]翁双安．供配电工程设计指导[M]．北京：机械工业出版社，2020[2]莫岳平、翁双安．供配电工程[M]．北京：机械工业出版社，2020[3]任元会．工业与民用配电设计手册[M]．3版．北京：中国电力出版社，2005计变电所出线分工合作电气08027．完成期限8．指导教师 6 6 6 7 7 9 9 1工程概况与设计依据本工程为扬州市万马商业楼，该工程为地下室一层，地上七层，框架结构，现浇楼板。部门施工图纸，处穿钢管爱惜，同时做好防水处置。设计依照国家有关电气标准及江苏建设标准,建筑专业提供的平、立、剖面甲方提供GB50052-953.《10kV及以下变电所设计标准》GB50053-94GB50054-95GB50016-2006(2006版)GB50057-94(2000版)GB-50303-2002GB-13955-200512.国家和江苏建筑标准设计有关标准等。GB50034-2004GB50343-2004GB50055-932负荷计算及无功补偿设计），各类负荷中有平常需要运行的用电设备，也有在发生火灾时才需要运行的消防用电设备。依照方案设计，各层用电设备负荷数据见表2-1。482.2负荷计算按需要系数法确信三相用电设备组计算负荷的大体公式如下：有功功率（kw）视在功率（kVA）C/cosφ计算电流（A）照明负荷回路低压配电干线计算负荷依照需要系数法计算，见表2-2。明11明1数电力负荷与平常消防负荷低压配电干线负荷计算采纳需要系数法计算，见表2-3。力泵力力A11111力塔所11111111数火灾时消防负荷低压配电干线负荷计算采纳需要系数法计算，见表2-4。称A111111111111418111泵11所11111数11170.333供配电系统一次接线设计3.1负荷分级及供电电源另一个电源应不至于同时受到破坏。两个电源均能承担用户的全数一级负荷设备的供电。二级负荷的供电系统，宜由两回电源线路供电。三级负荷，对供电无特殊要求。平常一二级负荷见表3-1。力A111泵11力力力塔11明1所1111111数低压配电柜进线采纳YJV电力电缆埋地引入，埋深为室外地坪下-0.7m，穿钢管爱惜，照明与电力配电回路分开。关于较大容量的电力设备采纳专线供电。本工程为一样高层建筑，变电所位于主体建筑地下一层内，故采纳SGB10型三相双绕组干式变压器。变压器采纳无励磁调压方式，电压比10±0.5%/0.4KV,联接组别为Dyn11，考虑到与开关柜布置在同一房间内，带IP2x防护外壳。因本工程有较多的一、二级负荷，故采纳两台变压器。本工程乘同时系数后的总视在功率为1808.7kVA。变压器负荷分派计算及补偿见表3-2。变压器选择2×1250KVA变压器选择2×1250KVA变压器T1和T2的负荷分派与计算见表3-3、3-4。称A1明力力力11明1所111111数称A力11泵11塔11数3.4变电所电气主接线设计采纳分段单母线形式，由10KV电源A和电源B同时供电，母线联络断路器断开，两个电源各承担一半负荷。当电源B故障或检修时，闭合母联断路器，由电源A承担全数负荷；当电源A故障或检修时，母联断路器仍断开，由电源B承担一半负荷。见图纸目录变电所高压侧电气主接线图，图正常运行时，两台变压器同时运行，母联断路器断开，两台变压器排列运行，各承担一半负荷。当任一台变压器故障或检修时，切除部份三级负荷后，闭合母联断路器，由另一台变压器承担全数一、二级负荷及部份三级负荷。见图纸目录变电所低压侧电气主接线图，图号电02，共8张。4变电所布置设计于变压器为干式并带有IP2x防护外壳，因此可将高低压开关柜设置与一个房间内，即地下知足规定的尺寸大小。由于干式变压器防护外壳只有IP2x，未与低压开关柜贴邻安装，二者低压母线之间采纳架空封锁母线连接。双列布置的低压开关柜母线之间也采纳架空封锁母本工程高压开关柜的柜后保护通道最小处为800mm、柜前操作通道为2000mm、低压开关柜的柜后保护通道最小为1200mm、柜前操作通道为2400mm、干式变压器外廊与门的净距为1000mm、与侧墙的净距为800mm、干式变压器正面之间的距离为2400mm。以上配电装置通道与平安净距均知足标准要求。5短路电流计算与高低压电器选择5.1变电所高压侧短路电流计算高压三相短路电流与短路容量的计算公式：Ik3"=X*Id上面对应的是变电所高压侧短路电流计算电路公式，高压侧短路计算见表5-1。Ik3/kAip3/kAVAX*Ik3"/kAIb3/kA点Ik2/kA5.2低压电网短路电流计算5.2.1变压器低压侧短路电流计算计算有关电路元件的阻抗⑴高压系统电抗（归算到400V侧）每相阻抗:Z=Uc2x10-3/Sk=(400V)2x10-3/204.0MV·A=0.784MΩsX=0.995Z=0.995x0.784MΩ=0.780MΩ相零阻抗:X=2X/3=0.520MΩR=2R/3=0.052MΩL-PEs⑵变压器的阻抗（由附录表查得SCB10-1250/10变压器Dyn11联接，△Pk=11KWU％=6k每相阻抗:R=△PU2/S2=11KWx(400V)2/(1250KV·A)2=1.126MΩZ=U％U2/100S=6x(400V)2/100x1250KV·A=7.680MΩX=ZT2-RT2=7.597MΩTR=R=1.126MΩL-PETX=X=7.597MΩL-PET⑶母线和电缆的阻抗每相阻抗:R=R*L=0.013x4=0.052MΩwbXwb=X*L=0.118x4=0.472MΩ相零阻抗:R=rL=0.039x4=0.156MΩX=xL=0.264x4=1.056MΩL-PEL-PE计算K-5点的三相和单相短路电流R=R+R+R=0.078+1.126+0.052=1.256MΩX=X+X+X=0.780+7.597+0.472=8.849MΩ三相短路电流:I（3）=Uc/3R2+X2=25.84KA短路电流冲击系数:K=1+e(-∏R/X)2=1.6402*1.640*25.84=59.92KAp3KR=0.052+1.126+0.156=1.334MΩX=0.520+7.597+1.056=9.173MΩI（2）=0.866xI（2）=0.866x25.84=22.38KAk2I（1）=U/R2+X2=24.91KAk计算K-7点的三相和单相短路电流每相阻抗:R=R*L=0.013x11.2=0.146MΩwbX=X*L=0.118x11.2=1.322MΩwb相零阻抗:R=rL=0.039x11.2=0.437MΩX=xL=0.264x11.2=2.957MΩL-PEL-PER=1.256+0.146=1.402MΩ∑X=8.849+7.597+1.322=10.171MΩ∑三相短路电流:I（3）=Uc/3R2+X2=22.49KA短路电流冲击系数:K=1+e(-∏R/X)2=1.6492*1.649*22.49=52.43KAp3KR=1.334+0.437=1.771MΩX=9.173+2.957=12.130MΩI（2）=0.866xI（2）=0.866x22.49=19.48KAk2I（1）=U/R2+X2=18.84KAk变压器低压侧短路计算见表5-2。1234567rT/kVArx/mΩ/mx/mΩ/mUk%6l/m4l/m4l/ml/m表5-3配电干线W9（AA4柜配出）低压短路计算rT/kVAx/mΩ/mx/mΩ/mUk%6l/ml/ml/ml/m4AA4表5-4配电干线W13（AA2柜配出）低压短路计算123456rT/kVAx/mΩ/mx/mΩ/mUk%6l/ml/ml/ml/m表5-5配电干线W25（AA6柜配出）低压短路计算123456AA7AA7rT/kVAx/mΩ/mx/mΩ/mUk%6l/ml/ml/ml/m表5-6配电干线W88（AA7柜配出）低压短路计算123456AA6AA6rT/kVAx/mΩ/mx/mΩ/mUk%6l/ml/ml/ml/m5.3高压电器选择本工程选用KYN44A-12型箱型固定式金属封锁开关柜,柜内安装的高压电器要紧有高压断路器、负荷开关、高压熔断器等。本工程高压断路器作为变压器回路、电源进线回路的操纵和爱惜电器及分段联络用电为DC1110V。高压断路器的选择校验见表5-7，由表可知，所选断路器合格。额定峰值耐受电流2x2分IrImax，合格IbIb3，合格2I2ttp3rbrmt本工程高压熔断器作为电压互感器回路的短路爱惜电器。选用XRNP1-12-0.5A/KA型电压互感器用户内高压限流熔断器。高压熔断器的选择校验见表5-8，所选熔断器合格。熔断器技术数据1额定电压与最高工作电压23熔断器额定Ir>Ir.f,合格4熔体额定电流5额定开断电流65.45.4高压互感器选择本工程高压电流互感器有的安装于电能计量柜AH2/AH11内作计量专用，有的安装与电源进线柜AH3/AH10、变压器爱惜柜AH5/AH8。选用LZZBJ12-10A型户内高压电流互感器。高压电流互感器一样项目的选择校验如表5-9。序选择项目装置地点技术数据互感器技术数据号额定一次电流合格8环境条件华东地区建筑物地下室高压开关柜正常使用环境满足条件内两相不完全星型联接满足条件本工程高压电压互感器有的安装于电能计量柜AH2/AH11内作计量专用，有的安装于进线隔离测量柜AH1/AH12内作电压测量用。选用JDZ12—10型户内高压电压互感器.高压电压互感器一样项目的选择校验见表5-10。Ur=10KV压压正常使用环境内两只单相电压互感器接成Vv华东地区建筑物地下室高压开关柜满足条件满足条件准确级及容量Un=10KV格额定一次电额定二次电234655.55.5低压断路器的初步选择5.5.1配电干线爱惜断路器过电流脱扣选用了四组配电干线进行过电流脱扣器的初步选择，别离为2层商店照明（W9）、4~7表5-11变电所低压出线断路器的初步选择（W9）序号低压小容量出线保护用塑料外壳式断路器，选择型号为T2S,160,PR221DS-LSII择择II4c表5-12变电所低压出线断路器的初步选择（W13）塑料外壳式断路器，选择型号为E2N,16,PR121/P-LSIII低压小容量出线保护用择择II4c表5-13变电所低压出线断路器的初步选择（W25）塑料外壳式断路器，选择型号为T2S,160,PR221DS-LSII合格I低压小容量出线保护用择择I4c表5-14变电所低压出线断路器的初步选择（W88）序序号塑料外壳式断路器，选择型号为1低压小容量出线保护用I择择I4c变电所低压电源进线断路器的初步选择见表5-15。表5-15变电所低压电源进线、母线联络爱惜用断路器的初步选择序序号1合格辅助触点信号及过电流脱扣器动作信号择择II4235c6电线电缆选择6.1高压进出线电缆选择1.类型选择及敷设10kV专线电源A引入电缆选用YJV22——8.7/10型3芯电缆，在变电所外采纳直埋/穿管埋地、在变电所内采纳梯架/电缆沟相结合的敷设方式。2．电缆截面选择序序号C2满足条件按敷设方式与环境条件确定的母线载流量1允许电压损失短路持续时间I"k3满足条件初选电缆截面满足条件I<In23热稳定最小允许截面电缆实际截面2K3kx103minK221.类型选择及敷设高压柜至变压器T1一次侧的电缆选用ZB——YJV——8.7/10型3芯电缆，在变电所内2.电缆截面选择短，电压损失极小，不需校验，见表6-2。热稳定最小允许按敷设方式与环境条件确定的电s6.2变电所硬母线选择许诺温升条件选择，然后校验其短路热稳固和动稳固。由于母线长度较短，电压损失较小，目123初选母线截面三相短路电流热效应流三相短路电流峰值Cr35℃,查光盘附录表2-23得母线载I"2t（查光盘附录三设备技术数据）KYN44A-12型高压开关柜:（查光盘附录三设备技术数据）满足条件I<II2t损失较小，不需校验。开关柜有主母线和分支母线，以主母线截面选择为例，见表6-4。22定33定初选母线截面三相短路电流热效应流三相短路电流峰值I"2tI<II2t6.3低压配电干线电缆选择由于干线负荷容量较大且为树干式照明配电线路，故采纳CCX6型一般插接式密集绝缘序号1C初选电缆截面满足条件I<I初选电缆截面满足条件I<I按敷设方式与环境条件确定确定的母线载流量按敷设方式与环境条件确定确定的母线载流量所带负荷均匀分布，将其允许电压损失短路持续时间热稳定最小允许截面满足条件1212nI"minminSminI"K2序号1选择校验项目母线槽额定电流C满足条件I<IrC合格I"三相短路电流热效应2I2t三相短路电流峰值额定峰值耐受电流tminCCX6-1250/5型母线槽设计值：所带负荷均匀分布，将其等44允许电压损失等效集中负荷布置于负荷分布线段的中点，电压损失计算用的线路等效长度为11n满足条件序号1C满足条件I满足条件I<II(I(按敷设方式与环境条件确定确定的母线载流量按敷设方式与环境条件确定确定的母线载流量所带负荷均匀分布，将其允许电压损失满足条件11nI序号1初选电缆截面按敷设方式与环境条件确定确定的母线载流量CN线为I(I(所带负荷均匀分布，将其满足条件I<I允许电压损失短路持续时间热稳定最小允许截面11nI"2I"t=K3minKmin27低压配电线路爱惜设计7.1低压配电线路的爱惜设置（1）本工程低压配电线路装设有短路爱惜，过负荷爱惜，爱惜作用于切断供电电源。其分支线进行爱惜，故其爱惜电器安装于分支线结尾。(2)变电所低压电源进线及母联开关，低压配电干线开关均采纳配置微处置器脱扣器的三段爱惜（LSI）或两段爱惜（LS）选择型断路器，以实现过电流爱惜的选择性。低压配电支线爱惜开关选用配置热磁脱扣器的两段爱惜（LI）非选择型断路器。楼层配电箱进线开关采纳隔离开关，出线开关采纳具有C脱口特性的高分段微型断路器或GG类熔断器。结尾配电箱出线开关采纳一样微型断路器。所有低压配电干线与配电支线的爱惜电气上下级之间均按选择性配合要求设置。（1）本工程为火灾危险场所，故在每一个楼层电源进线处设置用于防火的剩余电流爱线路的剩余电流爱惜电器动作于信号，由火灾自动报警及消防联动操纵系统接收，反馈给消（2）对配置有两级剩余电流爱惜的配电线路，设置在楼层电源进线处的剩余电流爱惜电器的动作电流为300mA,动作时刻为0.3s，以便与结尾线路的剩余电流爱惜电器具有选择7.2低压断路器过电流脱扣器的整定配电干线W9爱惜用断路器的初选型号为T2S,160,PR221DS-LS,R160,3P。其过电流脱扣u过电流脱扣器额定n1IC长延时过电流脱扣23器整定电流及时间rlC躲过短时尖峰电流AI5.79x103AK.min==,2格合5I<I配电干线W13爱惜用断路器的初选型号为E2N,16,PR121/P-LSI,R1250,3P。其过电流脱24过电流脱扣器额定1长延时过电流脱扣23器整定电流及时间IunCK.min=